(57)【要約】【課題】本発明は、像担持体の表面から一旦現像器内に回収された異物を像担持体に戻すことで異物による現像器内のトナー劣化を防止する画像形成装置を提供することを目的とするものである。【解決手段】感光体ドラム２３の表面を帯電器２２により一様な帯電状態して露光により静電潜像を形成していく。そして、ページ間の非露光領域Ｐが現像ローラ２８と対向する位置に到来するタイミングで現像電圧をオフして現像ローラ２８の電位をフローティング状態とする。現像ローラ２８の電位は非露光領域Ｐの電位と同レベルになるため、現像ローラに付着している紙粉等の異物が非露光領域Ｐに引き寄せられて放出されるようになる。【選択図】図５
2005300600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、該像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、前記像担持体の帯電された表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記像担持体表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて可視像化する現像手段と、前記像担持体を回転制御するとともに用紙に画像形成するように前記各手段を制御する制御手段とを備えた画像形成装置において、前記制御手段は、前記像担持体の表面における所定幅の非露光領域に前記現像手段が対向する期間中に前記現像手段の対向部位の電位が前記像担持体の表面電位と同レベルにする現像電圧制御手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記現像電圧制御手段は、前記現像手段の対向部位の電位をフローティング状態とすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記所定幅の非露光領域は、用紙に画像形成するための露光領域の間に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置としては、像担持体として例えば感光体ドラムを用いて、その表面に静電潜像を形成し、静電潜像にトナーを付着させて可視像化し用紙に転写する−といった画像形成を行うものが知られている。こうした画像形成装置では、感光体ドラムの表面に残留するトナーや紙粉といった異物を除去するためにクリーニング処理が必要となる。クリーニング処理を行う場合クリーニング装置を像担持体の周囲に配設してクリーニング装置内に異物を回収したり、クリーニングローラで除去した異物をバイアス電圧の制御により像担持体に戻して現像器内に回収することが行われている。
【０００３】
現像器内に異物を回収する場合現像器内のトナーと混合してトナーの帯電不良といった問題が発生するおそれがある。こうした問題に対処するため、特許文献１では、現像剤に、導電性樹脂キャリアと高抵抗若しくは絶縁性トナーからなる現像剤を用いる場合に、現像スリーブ上に反発磁界を形成して該反発磁界と対峙して紙粉捕捉手段を配置した点が記載されている。また、特許文献２では、像担持体に残留しているトナーをトナー担持体に回収するにあたり、像担持体とトナー担持体とを所要間隔を介して対向させるようにして、像担持体の表面に存在する紙粉等がトナーと一緒に回収されるのを防止した点が記載されている。
【特許文献１】特開平５−１５０６３７号公報
【特許文献２】特開２００１−５２９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した先行文献では、像担持体の表面をクリーニングして現像器内に回収した紙粉をできるだけ現像器内のトナーと混合しないようにしたり、紙粉を現像器内に回収しないようにしているが、そのために新たな機構、例えば捕捉手段を設ける必要があり、機構が複雑化している。また、このような機構を設けたとしても、特許文献１記載のように紙粉捕捉手段として挙げられているブレード状メッシュ体で紙粉を安定して回収できるか、また、特許文献２記載のように間隔設定で紙粉を確実に回収しないようにできるか、は不確実と言わざるを得ない。
【０００５】
そこで、本発明は、像担持体の表面から一旦現像器内に回収された異物を像担持体に戻すことで異物による現像器内のトナー劣化を防止する画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る画像形成装置は、像担持体と、該像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、前記像担持体の帯電された表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記像担持体表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて可視像化する現像手段と、前記像担持体を回転制御するとともに用紙に画像形成するように前記各手段を制御する制御手段とを備えた画像形成装置において、前記制御手段は、前記像担持体の表面における所定幅の非露光領域に前記現像手段が対向する期間中に前記現像手段の対向部位の電位が前記像担持体の表面電位と同レベルにする現像電圧制御手段を備えていることを特徴とする。さらに、前記現像電圧制御手段は、前記現像手段の対向部位の電位をフローティング状態とすることを特徴とする。さらに、前記所定幅の非露光領域は、用紙に画像形成するための露光領域の間に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
上記のような構成を有することで、制御手段は、像担持体の表面における所定幅の非露光領域に現像手段が対向する期間中に現像手段の対向部位の電位が像担持体の表面電位と同レベルにする現像電圧制御手段を備えているので、現像手段内に回収されている帯電性の弱い紙粉や劣化トナーといった異物が像担持体の表面に引き寄せられて付着するようになる。すなわち、所定幅の非露光領域に現像手段が対向している間に現像手段の電位を像担持体の表面電位と同レベルとなることで、現像手段内の正常に帯電しているトナーは像担持体の表面に引き寄せられることはないが、帯電性の弱い紙粉や劣化トナーは、帯電している非露光領域に引き寄せられるようになる。そのため、トナーの帯電に悪影響を及ぼす紙粉や劣化トナー等の異物を現像手段内から放出することが可能となる。したがって、別途新たな機構を付加することなく、現像手段内から確実に異物を放出することができる。
【０００８】
また、現像手段の対向部位の電位を像担持体の表面電位と同レベルにする場合に、現像手段の電位をフローティング状態にすることで、同レベルに容易に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に係る実施形態について詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。
【００１０】
図１は本発明に係る画像形成装置全体の概略断面図である。画像形成装置１の上部には原稿読取部２が配置され、その下部には、底面から給紙部３、記録部４が配されている。
【００１１】
原稿読取部２では、原稿カバー１０が設けられた原稿トレイ１１に載置された原稿が原稿搬送装置１２により読取手段５に対向する位置に搬送されて原稿読取動作が行われ、原稿排紙トレイ１３に排出される。書籍等を読み取る場合には、原稿カバー１０を上方に回動してフラットベッドプラテン１４に書籍等の被読取部分を配置し読取手段により読取動作が行われる。以上の構成は、いわゆるＡＤＦ及びフラットベッドタイプと称される従来の原稿読取装置と同様のものである。
【００１２】
給紙部３では、給紙カセット１５が配置されており、フラッパ１６に所定のサイズの用紙が複数枚積載されている。給紙カセット１５の端部（図１の右端部）には、ピックアップローラ１７が配置されている。そして、フラッパ１６は、積載された用紙の上面がピックアップローラ１７に圧接するように上方に付勢されている。この状態でピックアップローラ１７が回転駆動すると、摩擦力により用紙が一枚ずつ用紙搬送路に給紙されるようになる。
【００１３】
給紙された用紙は、まずフィードローラ１８及びプレスローラ１９により記録部４に搬送される。記録部４では、搬送された用紙に記録するために、現像器２０、回転ブラシ２１、帯電器２２、感光体ドラム２３、転写ローラ２４、レーザースキャンユニット（以下「ＬＳＵ」と略称する。）２５及び定着ローラ２６が備えられている。
【００１４】
感光体ドラム２３は、円筒状で、外周面に感光体として所定膜厚の光導電膜が設けられている。感光体ドラム２３はメインモータにより回転駆動され、帯電器２２、ＬＳＵ２５及び現像器２０によってその表面に像形成が行われる。帯電器２２は、帯電ローラが用いられ、感光体ドラム２３の表面に接触した状態で帯電電圧が印加されることで、感光体ドラム２３の外周面を一様に帯電するように作用する。帯電ローラの代わりに公知の帯電ブラシを用いてもよい。なお、感光体ドラム２３が帯電した状態とは、感光体ドラム２３の表面に電荷が保持された状態を意味する。
【００１５】
ＬＳＵ２５は、レーザーによって発振されたレーザー光を一様に帯電された感光体ドラム２３の表面に照射して露光する。レーザー光を照射する際にポリゴンミラー等の光学系によって感光体ドラム２３の表面を走査させ画像情報に従って静電潜像を形成する。現像器２０は、内部にトナーが貯留されており、供給ローラ２７及び現像ローラ２８によってトナーを感光体ドラム２３表面に転移して表面に形成された静電潜像を可視像化する。現像ローラ２８には現像電圧が印加されており、感光体ドラム２３の表面の帯電電荷と現像電圧との間の電位差によって現像ローラ２８の表面に付着したトナーが移動してトナー像が形成される。
【００１６】
転写ローラ２４は、電子導電性ローラ又はイオン導電性ローラが主に用いられており、いずれも高電圧の転写電圧が印加されてその電界吸引力により感光体ドラム２３の表面に現像されたトナーを移動させる。感光体ドラム２３と転写ローラ２４との間に用紙が存在している場合には用紙にトナーが転写されるようになる。用紙がない場合には感光体ドラム２３の表面に転写ローラ２４が当接した状態になっている。用紙に転写されたトナーは図示せぬ除電ブラシにより電荷が除かれる。
【００１７】
回転ブラシ２１は、転写ローラ２４の下流側に配置されており、感光体ドラム２３の表面に接触して表面に付着している紙粉を除去したり、転写されずに表面に残留したトナーを感光体ドラム２３の表面で分散させるように作用する。回転ブラシ２１には、一定の電圧が印加されており、残留トナーを効率よく分散させるようにしている。
【００１８】
転写されたトナー像は、定着ローラ２６及びプレスローラ２９によって狭持されて加熱・プレスされ用紙に定着される。定着ローラ２６内にはヒータランプが設けられており、ヒータランプを発熱させて加熱する。定着された用紙は、排紙ローラ３０及びプレスローラ３１の間に狭持されて用紙排出トレイ３２に搬出される。
【００１９】
図１において、給紙部３から用紙排出トレイ３２までを一点鎖線で示したのが、用紙搬送路である。また、装置本体１の側面には、反転搬送ユニット４０が着脱自在に装着されており、その装着側面には、用紙搬出口４１及び用紙搬入口４２が形成されている。搬送ユニット４０内には、フィードローラ４３及びプレスローラ４４、フィードローラ４５及びプレスローラ４６の２対の搬送ローラが上下に配設されている。そして、図１の二点鎖線で示すように反転搬送路が、排紙ローラ３０と定着ローラ２６との間の用紙搬送路から分岐して、２対の搬送ローラ４３及び４４、４５及び４６の間を通り、ローラ対１８及び１９とピックアップローラ１７との間の用紙搬送路に合流するように形成される。
【００２０】
用紙搬送路には、排紙ローラ３０と記録部４の定着ローラ２６との間に用紙検知センサ３３が配置されており、ローラ対１８及び１９とピックアップローラ１７との間にも用紙検知センサ３４が配置されている。用紙の片面のみに記録する場合には、一点鎖線で示す用紙搬送路に用紙を搬送し用紙検知センサ３３及び３４の検知信号に基づいて適宜動作制御されて画像形成が行われるが、用紙の両面に記録を行う場合には、片面記録された用紙を一旦用紙排出トレイ３２に排出し、用紙の後端が用紙検知センサ３３により検知されると、排紙ローラ３０を逆回転して用紙を反転搬送路に搬入するように制御される。反転搬送路に搬入された用紙は再び搬送ローラ１８及び１９に搬入されて用紙搬送路を搬送され、もう一方の片面に記録が行われるようになる。
【００２１】
図２は、記録部４における回路構成を示す概略図である。上述したように感光体ドラム２３の周囲には、その回転方向に沿って帯電器２２、ＬＳＵ２５、現像器２０、転写ローラ２４及び回転ブラシ２１が順に配列されている。
【００２２】
帯電器２２には、帯電電圧印加回路５０が接続されており、正の帯電電圧ＨＶＣが印加される。記録部コントローラ１００からの制御信号に基づいて帯電電圧印加回路５０が帯電電圧ＨＶＣを帯電器２２に印加すると感光体ドラム２３の表面は約＋９００Ｖに一様に帯電された状態となる。ＬＳＵ２５には、記録部コントローラ１００から画像情報に基づく記録信号が送信され、レーザー光を感光体ドラム２３の表面に走査しながら記録信号に基づいて照射し、感光体ドラム２３の一様に帯電された表面を露光して画像情報に対応した静電潜像を形成する。露光されることで、感光体ドラム２３の表面電位は約＋１００Ｖの露光電位となる。
【００２３】
現像器２０内の供給ローラ２７、現像ローラ２８及びブレード３５には現像電圧印加回路５１が接続されており、記録部コントローラ１００からの制御信号に基づいて現像電圧印加回路５１がそれぞれに電圧を印加する。供給ローラ２７には所定の供給電圧（＋３００Ｖ〜＋７００Ｖ）が印加されて、現像器２０内のトナーを正に帯電させながら現像ローラ２８に供給する。現像ローラ２８には所定の現像電圧ＨＶＢ（＋３００Ｖ〜＋７００Ｖ）が印加され、感光体ドラム２３の表面に接触しながら露光部分との電位差を利用してトナーを転移する。また、ブレード３５には所定のバイアス電圧（＋３００Ｖ〜＋７００Ｖ）が印加され、現像ローラ２８の表面に対して弾性力によって圧接し現像ローラ２８の表面に付着したトナー層の層厚を均一にする。
【００２４】
転写ローラ２４には転写電圧印加回路５２が接続されており、記録部コントローラ１００からの制御信号に基づいて転写電圧印加回路５２が転写電圧ＨＶＴ（１７００Ｖ）を転写ローラ２４に印加し、感光体ドラム２３の表面に形成されたトナー像を電界吸引力により用紙に転写する。
【００２５】
定着ローラ２６にはヒータ駆動回路５３が接続されており、記録部コントローラ１００からの制御信号に基づいてヒータ駆動回路５３が動作して定着ローラ２６内のヒータランプを発熱させる。定着ローラ２６の表面温度を検知するためにサーミスタ５４が表面に接触して配置されており、サーミスタ５４の検知信号に基づいて記録部コントローラ１００はヒータ駆動回路５３を制御し、定着ローラ５３の表面温度を所定温度に維持するようにする。
【００２６】
回転ブラシ２１には分散電圧印加回路５５が接続されており、記録部コントローラ１００からの制御信号に基づいて分散電圧印加回路５５が分散電圧ＨＶＣＬを回転ブラシ２１に印加し、感光体ドラム２３表面の残留トナーを効率よく分散させるようにする。
【００２７】
感光体ドラム２３の表面に付着した紙粉や劣化トナー等の異物は、残留トナーとともに一旦現像器２０内に回収されるが、ＬＳＵ２５により露光されて静電潜像が形成される露光領域とそれに隣接して形成される露光領域との間の感光体ドラム２３の非露光領域に異物が放出される。図３から図６は、現像器２０内に回収された紙粉や劣化トナー等の異物が非露光領域に放出される際の制御処理を示している。図では、感光体ドラム２３の表面電位が露光されずに一様な領域を太い線で示している。
【００２８】
図３では、一連の制御処理が行われて用紙に画像形成が行われている。すなわち、帯電器２２に帯電電圧ＨＶＣが印加されて感光体ドラム２３の表面が一様に帯電され、ＬＳＵ２５により露光されて静電潜像が形成され、現像ローラ２８に現像電圧ＨＶＢが印加されて静電潜像にトナーが付着してトナー像が形成され、用紙が感光体ドラム２３と転写ローラ２４との間に搬送されながら転写電圧が印加されて用紙にトナー像が転写される。この場合、現像ローラ２８には現像電圧として＋４００Ｖが印加されている。
【００２９】
図４では、１ページ分の露光制御が終了してＬＳＵ２５が一旦動作を停止しており、一様に帯電されたままの非露光領域Ｐが形成されるようになる。そして、次のページの露光制御が開始されると、図５に示すように、所定幅の非露光領域Ｐが感光体ドラム２３の表面に形成されるようになる。非露光領域Ｐが現像ローラ２８と対向する位置に到来すると、現像ローラ２８に印加される電圧はオフされて、現像ローラ２８はフローティング状態となる。非露光領域Ｐは露光されていないため約＋９００Ｖの表面電位を維持していることから、フローティング状態の現像ローラ２８には表面電位と同レベルの＋９００Ｖの電位が生じるようになる。したがって、現像ローラ２８に付着している紙粉や劣化トナーのように帯電が弱い異物は感光体ドラム２３の非露光領域Ｐに引き寄せられていき、放出されるようになる。また、現像ローラ２８の近傍に蓄積している異物についても現像ローラ２８の回転に伴い、非露光領域Ｐに引き寄せられて放出されるようになる。こうして、現像ローラ２８が非露光領域Ｐに対向している間にフローティング状態となることで、帯電の弱い異物が放出されて、現像器２０内のトナーの帯電不良の一因である異物の除去が行われる。
【００３０】
そして、次のページの露光領域が現像ローラ２８に到来すると、現像ローラ２８には再び現像電圧ＨＶＢが印加されて静電潜像にトナーが供給される（図６）。
【００３１】
図７は、以上の制御処理をタイミングチャートで示している。時刻ｔ0で帯電電圧ＨＶＣが印加開始されて感光体ドラム２３の表面が一様に帯電されていき、時間Ｔ１経過後に露光が開始される。そして、時刻ｔ0から時間Ｔ２経過後に露光領域が現像ローラ２８に対向する位置に到来して現像電圧ＨＶＢがオンされる。こうして1ページ分の露光制御により静電潜像が形成されてトナーにより現像されていく。1ページ分の露光制御が終了すると、ＬＳＵ２５は時間Ｔ３だけ動作停止して、非露光領域が形成される。ＬＳＵ２５の動作停止後時間Ｔ４が経過して非露光領域が現像ローラ２８に対向する位置に到来すると、現像電圧ＨＶＢはオフに切り換えられて時間Ｔ５だけフローティング状態となる。この間に、上述したように、比露光領域に紙粉等の異物の放出が行われる。ＬＳＵ２５は、時間Ｔ３経過後次のページの露光を開始し、露光開始から時間Ｔ６経過後現像電圧ＨＶＢをオフ状態からオン状態に切り換えて現像を開始する。こうして、次のページの画像形成が行われていく。このように、ページ間の非露光領域で異物の放出を行うことで、常時現像ローラを異物が少ない状態に保つことができ、トナーの帯電を良好に行うことができるようになる。
【００３２】
以上の説明では、ページとページの間の非露光領域への異物の放出について説明したが、ページ間の非露光領域に限らず、所定幅の非露光領域が形成される場合であれば本発明を適用することができ、容易に現像ローラからの異物の放出を行うことができる。また、非露光領域に対向した際に現像ローラに非露光領域と同レベルの電位となるよう電圧印加を行うように制御してもよい。また、感光体ドラムに放出された異物は、回転ブラシに回収するようにしてもよいし、回転ブラシにクリーニング装置を取り付けてクリーニング装置内に異物を回収するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る実施形態に関する画像形成装置全体の概略断面図である。
【図２】本発明に係る実施形態に関する要部回路構成図である。
【図３】本発明に係る実施形態に関する電圧印加処理過程を示す説明図である。
【図４】本発明に係る実施形態に関する電圧印加処理過程を示す説明図である。
【図５】本発明に係る実施形態に関する電圧印加処理過程を示す説明図である。
【図６】本発明に係る実施形態に関する電圧印加処理過程を示す説明図である。
【図７】本発明に係る実施形態に関するタイムチャートである。
【符号の説明】
【００３４】
１    装置本体
２    原稿読取部
３    給紙部
４    記録部
５    読取手段
20    現像器
21    回転ブラシ
22    帯電器
23    感光体ドラム
24    転写ローラ
28    現像ローラ
【図１】
2005300600.tif 000003
【図２】
2005300600.tif 000004
【図３】
2005300600.tif 000005
【図４】
2005300600.tif 000006
【図５】
2005300600.tif 000007
【図６】
2005300600.tif 000008
【図７】
2005300600.tif 000009